地面点位的确定

一 确定地面点位的方法地面点的空间位置可以用点在水准面或水平面上的位置 X Y 或 L B 及点到大地水准面的铅垂距离 H 来确定 如地面点 A X Y H C Y 二 地面点的高程地面点的高程 地面点沿铅垂方向到大地水准面的距离 注 地面点在大地水准面以上 H为正 地面点在大地水准面以下 H为负 如图 HA 166 780mHB 136 680m A 大地水准面 HA B HB 绝对高程 海拔 某点沿铅垂线方向到大地水准面的距离 如 HA HC 相对高程 某点沿铅垂线方向到任意水准面的距离 如 HA HC 高差 地面上两点高程之差 如 hAC HC HAhAC HC HA 当hAC为正时 C点高于A点 当hAC为负时 C点低于A点 高差下标的顺序 不能写反 我国的高程系统 水准原点全国高程的起算点 1985年国家高程基准 72 260m 1956年黄海高程系 72 289m 目前我国统一采用1985年国家高程基准 水准原点 H0 验潮站 大地水准面 三 地面点的坐标地面点的坐标常用地理坐标 天文坐标 地理坐标 平面直角坐标或空间直角坐标表示 一 地理坐标 天文坐标以大地水准面为基准面 以铅垂线为基准线建立的坐标系 地球表面任意一点的天文经度和天文纬度 称为该点的天文坐标 可表示为A 定义 过地面点与地轴的子午面与首子午面间的二面角为天文经度 过地面点的铅垂线与赤道面的交角为天文纬度 大地坐标 以参考椭球面为基准面 以椭球面法线为基准线建立的坐标系 地球表面任意一点的大地经度和大地纬度 称为该点的大地坐标 可表示为A L B 如 北京东经116 28 北纬39 54 大地经度 过P点的子午面NPS与首子午面NMS所构成的二面角叫做P点的大地经度 用L表示 大地纬度 过P点的法线Pn与赤道面的夹角叫做P点的大地纬度 用B表示 赤道平面 O P M 大地经度L 大地纬度B n L B 起始子午面 首子午面 S N L取值范围 东经0 180 西经0 180 B取值范围 北纬0 90 南纬0 90 我国目前常用的坐标系有 1 1954年北京坐标系克拉索夫斯基椭球 大地原点在苏联 2 1980国家大地坐标系 IUGG 75 1975国际大地测量与地球物理联合会 地球椭球 大地原点在陕西省永乐镇 3 WGS 84坐标系是世界大地坐标系 坐标原点在地心 采用WGS 84椭球 GPS定位系统得到的地面点的位置就是WGS 84坐标 二 平面直角坐标由于地理坐标是球面坐标 在工程建设规划 设计 施工中 测量和计算十分不便 投影 将球面坐标按一定的数学法则归算到平面上 即X F1 L B Y F2 L B 我国采用高斯平面直角坐标 小地区范围内也可采用独立平面直角坐标 高斯平面直角坐标系 1 高斯投影的概念高斯投影是一种等角投影 它是由德国数学家高斯 Gauss 1777 1855 提出 后经德国大地测量学家克吕格 Kruger 1857 1923 加以补充完善 故又称 高斯 克吕格投影 简称 高斯投影 测量中大量的角度观测元素 在投影前后保持不变 这样免除了大量投影计算工作 保证在有限范围内使得地图上图形同椭球上原形保持相似 给识图用图带来很大方便 投影能方便的按分带进行 并能用简单的 统一的计算公式把各带连成整体 测量对地图投影的要求 N S c 中央 子 午线 赤道 2 高斯投影的原理 高斯投影采用分带投影 将椭球面按一定经差分带 分别进行投影 高斯投影必须满足 1 高斯投影为正形投影 即等角投影 2 中央子午线投影后为直线 且为投影的对称轴 3 中央子午线投影后长度不变 3 高斯投影的特性 1 中央子午线投影后为直线 且长度不变 2 除中央子午线外 其余子午线的投影均为凹向中央子午线的曲线 并以中央子午线为对称轴 投影后有长度变形 3 赤道线投影后为直线 但有长度变形 赤道 中央子午线 平行圈 子午线 O x y 4 除赤道外的其余纬线 投影后为凸向赤道的曲线 并以赤道为对称轴 5 经线与纬线投影后仍然保持正交 6 所有长度变形的线段 其长度变形比均大于l 7 离中央子午线愈远 长度变形愈大 赤道 中央子午线 平行圈 子午线 O x y 4 投影带的划分 我国规定按经差6 和3 进行投影分带 6 带自首子午线开始 按6 的经差自西向东分成60个带 3 带自1 5 开始 按3 的经差自西向东分成120个带 高斯投影带划分 6 带与3 带中央子午线之间的关系如图 3 带的中央子午线与6 带中央子午线及分带子午线重合 减少了换带计算 工程测量采用3 带 特殊工程可采用1 5 带或任意带 按照6 带划分的规定 第1带中央子午线的经度为3 其余各带中央子午线经度与带号的关系是 L 6 N 3 N为6 带的带号 例 20带中央子午线的经度为L 6 20 3 117 按照3 带划分的规定 第1带中央子午线的经度为3 其余各带中央子午线经度与带号的关系是 L 3 n n为3 带的带号 例 120带中央子午线的经度为L 3 120 360 若已知某点的经度为L 则该点的6 带的带号N由下式计算 N 取整 1若已知某点的经度为L 则该点所在3 带的带号按下式计算 n 四舍五入 5 高斯平面直角坐标系 坐标系的建立 x轴 中央子午线的投影y轴 赤道的投影原点O 两轴的交点 O x y P X Y 高斯自然坐标 注 X轴向北为正 y轴向东为正 赤道 中央子午线 由于我国的位于北半球 西从东经74 东至东经135 东西横跨11个6 带 13 23 各带又独自构成直角坐标系 故 X值均为正 而Y值则有正有负 x y o 500km 500000 636780 360m 500000 227559 720m 国家统一坐标 带号 带号 探索 不同点 1 x y轴互异 2 坐标象限不同 3 表示直线方向的方位角定义不同 相同点 数学计算公式相同 高斯平面直角坐标系与数学上的笛卡尔平面直角坐标系的异同点 独立平面直角坐标当测区范围较小时 可将大地水准面看作平面 并在平面上建立独立平面直角坐标系 地面点的位置可用平面直角坐标确定 坐标系原点一般选在测区西南角 测区内X Y均为